Süper Kondansatörler

Süper Kondansatörler

Instagram: @lentark

Süper kondansatörlerin yüksek kapasite değerleri, bu kondansatörleri geçici kaynak görevini üstlenmeleri için kullanışlı bir devre elemanı haline getirmektedir. 6 kF seviyesine kadar kapasite değerine sahip olabilen süper kondansatörlerin kullanımı günümüzde gittikçe yaygınlaşmaktadır. Süper kondansatörler uzun süreli enerji depolama gerektiren uygulamaların yanı sıra birçok hızlı şarj/deşarj döngüsü gerektiren uygulamalarda daha çok kullanılırlar. otomobillerde, otobüslerde, trenlerde, vinçlerde ve asansörlerde geri kazanımlı frenlemede, kısa süreli enerji depolamada veya brust-mod güç kaynaklarında kullanılırlar. Bir başka örnek olarak bellek/ hafıza işlemlerinin korunması verilebilir. Hafıza işlemlerinin öneminin yüksek olduğu uygulamalarda ana enerji kaynağının işlevsizleşmesi ile derhal devreye girecek veya devre kartına güvenli bir şekilde kapanma fonksiyonlarını çalıştırması için süre sağlayacak ikinci bir enerji kaynağına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu gibi uygulamalarda süper kondansatörler gücün kesintiye uğradığı anlarda hafıza işlemlerini korumak için yeterli akımı ve voltajı sağlayabilmektedirler.

Şekil 1: Bir dizi süper kondansatörün gösterilmesi.

Süper kondansatörler, ultra kondansatörler olarak da bilinir ve yapıları nedeniyle çift katmanlı kondansatörler olarak da adlandırılmaktadırlar. 3 µF kapasite değerinde başlayarak 6000 F kapasite değerine kadar bulunabilirler. Yaklaşık 320V anma gerilimi seviyesine kadar bulunabilir olsalar da genellikle 1,4 V – 12V anma gerilimindedirler. THT kılıf özelliklerinde yaygın olmaları yanında SMD kılıf özelliklerinde de bulunabilirler. Kapasite toleransları oldukça yüksektir ve yaklaşık ±%20 değerindedir. İç kayıpları diğer kondansatör türlerine göre yüksektir. Çok yüksek anlık akım kapasiteleri bulunmaktadır. Kapasite değerleri ve anlık akım yetenekleri ile ön plana çıkmaları sebebiyle genellikle güç uygulamalarında kullanılmaktadırlar.

Süper Kondansatörlerin Uygulama Örnekleri

Süper kondansatörlerin yüksek kapasite değerleri, bu kondansatörleri çoğunluğu güç kaynaklarıyla ilgili olan çeşitli uygulamalar için ideal kılmaktadır. Bellek uygulamalarında gücün kesintiye uğraması ile verilerin korumasını sağlamak veya UPS’lerde bağlı olduğu cihazın ana güç kaynağının kesilmesi ve yedek güç kaynağının devreye girmesi arasında meydana gelen kısa kesinti süresinde enerji sağlamak süper kondansatörlerin uzun süreli enerji depolayarak çalışmasına örnek olarak gösterilebilir.

Süper kondansatörlerin devamlı olarak şarj/deşarj olmasını gerektiren uygulamalar oldukça yaygındır. Süper kondansatörlerin yüksek kapasitesi ve yüksek anlık akım yeteneği bu iki değerin oldukça önemli olduğu elektrikli taşıtlarda veya diğer değişken yüklü batarya uygulamalarında ön plana çıkmaktadır. Örneğin, batarya kaynaklı sistemlerin kontrol ettiği değişken yüklerin güç hattı üzerinde dalgalanmalara sebep olması istenmeyen bir durumdur. Batarya kaynaklı değişken yük sistemlerine örnek olarak; elektrikli araçlar veya hibrid elektrikli araçlar gösterilebilir ve bu örnekler kolaylıkla çoğaltılabilir. Bu tür sistemlerde çok sayıda doğrusal olmayan yük bulunmaktadır ve bu durum bataryanın şarj edilmesi sırasında akım-voltaj dalgalanmalarını ve harmoniklerini de beraberinde getirmektedir. Güç salınımları verimliliği azaltması bir yana bağlı bulunduğu diğer sağlıklı sistemlere parazit etki oluşturabilmektedir. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için süper kondansatörlerin yüksek anlık akım yeteneğinden yararlanılabilir. Bu kondansatörler güç hattının anlık akım ihtiyacını karşılaması için kullanılabilir ve güç hattı için bir tampon görevi üstlenebilir.

Özet

 

Tablo 1: Süper kondansatörlerin diğer kondansatör türleri ile kıyaslanmasını kolaylaştırmak için özet tablosu.
PARAMETRELER NOTLAR
Kapasite Aralığı 3 µF – 6000 F
Anma Gerilimi Aralığı (Bulunabilir: 1,4 V – 320V) (Yaygın: 2,4V – 2,8V)
Avantajları Yüksek kapasite değeri, Yüksek anlık akım yeteneği.
Dezavantajları Yüksek tolerans, Yüksek kayıplar.